Java学习笔记(十四) 字符串

一、API

1.1 API概述

API（Application Programming Interface）：应用程序编程接口

编写一个机器人程序去控制机器人踢足球，程序需要向机器人发出向前跑，向后跑，射门，抢球等各种命令，

机器人厂商一定会提供一些用于控制机器人的接口类，这些类中定义好了操作机器人的各种动作的方法。

其实，这些接口类就是机器人厂商提供给应用程序编程的接口，大家把这些类成为API。

Java API：指的就是JDK中提供的各种功能的Java类，

这些类将底层的实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，

只需要学习这些类如何使用即可，我们可以通过帮助文档来学习这些API如何使用

1.2 如何使用帮助文档: https://www.oracle.com/cn/java/technologies/javase-jdk15-doc-downloads.html

1. 打开帮助文档：jdk_汉化版.CHM
2. 找到索引选项卡中的输入框
3. 在输入框中输入要查找的类
4. 看类在哪个包下
5. 看类的描述
6. 看构造方法
7. 看成员方法：返回值、方法名、参数

1.3 API使用练习

import java.util.Scanner;
/*
    需求：按照帮助文档的使用步骤学习Scanner类的使用，并实现键盘录入一个字符串，最后输出在控制台

    Scanner:
        用于获取键盘录入数据。（基本数据类型，字符串数据）

    Public String nextline();
        获取键盘录入字符串数据
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        //接收数据
        System.out.println("请输入一个字符串数据：");
        //Ctrl+Alt+V
        String line = sc.nextLine();

        //输出结果
        System.out.println("你输入的数据是："+line);
    }
}

 注意：

调用方法的时候，如果方法有明确的返回值，我们用变量接收

可以手动完成，也可以使用快捷键的方式完成（Ctrl+Alt+V）

二、String

2.1 String概述

String类在java.lang包下，所以使用的时候不需要导包

String类代表字符串，Java程序中的所有字符串文字（例如“abc”）都被实现为此类的实例

也就是说，Java程序中所有的双引号字符串，都是String类的对象

字符串的特点

• 字符串不可变，它们的值在创建后不能被更改
• 虽然String的值是不可变的，但是它们可以被共享
• 字符串效果上相当于字符数组（char[]），但是底层原理是字节数组（byte[]）

2.2 String构造方法

/*
    String构造方法：
        public String():创建一个空白字符串对象，不含有任何内容
        public String(char[] chs):根据字符数组的内容，来创建字符串对象
        public String(byte[] bys):根据字节数组的内容，来创建字符串对象
        String s = "abc";   直接复制的方式创建字符串对象，内容是abc
        
        推荐使用直接赋值的方式得到字符串对象
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //public String():创建一个空白字符串对象，不含有任何内容
        String s1 = new String();
        System.out.println("s1:"+s1);   //s1:
        
        //public String(char[] chs):根据字符数组的内容，来创建字符串对象
        char[] chs ={'a','b','c'};
        String s2 = new String(chs);
        System.out.println("s2:"+s2);   //s2:abc
        
        //public String(byte[] bys):根据字节数组的内容，来创建字符串对象
        byte[] bys ={97,98,99};
        String s3 = new String(bys);
        System.out.println("s3:"+s3);   //s3:abc
        
        //String s = "abc";   直接复制的方式创建字符串对象，内容是abc
        String s4 ="abc";
        System.out.println("s4:"+s4);   //s4:abc
    }
}

2.3 String对象的特点

1. 通过new创建的字符串对象，每一次new都会申请一个内存空间，虽然内容相同，但是地址值不同
   

   char[] chs = {'a','b','c'};
   String s1 = new String(chs);
   String s2 = new String(chs);

   上面的代码中，JVM会首先创建一个字符数组，然后每一次new的时候都会有一个新的地址，只不过s1和s2参考的字符串内容是相同的。

2. 以“”方式给出的字符串，只要字符序列相同（顺序和大小写），无论在程序代码中出现几次，JVM都只会简历一个String对象，并在字符串池中维护
   

   String s3 = "abc";
   String s4 = "abc";

   在上面的代码中，针对第一行代码，JVM会建立一个String对象放在字符串池中，并给s3参考；
   第二行则让s4直接参考字符串池中的String对象，也就是说它们本质上是同一个对象。

 2.4 字符串的比较

使用==做比较

• 基本类型：比较的是数据值是否相同
• 引用类型：比较的是地址值是否相同

字符串是对象，他比较内容是否相同，是通过一个方法来实现的，这个方法叫：equals()

• public boolean equals(object anObject)：将此字符串与指定对象进行比较。由于我们比较的是字符串对象，所以参数直接传递一个字符串

/*
    使用 == 作比较：
        基本类型：比较的是数据值是否相同
        引用类型：比较的是地址值是否相同

    public boolean equals(object anObject)：
        将此字符串与指定对象进行比较。由于我们比较的是字符串对象，所以参数直接传递一个字符串
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //构造方法的方式得到对象
        char[] chs ={'a','b','c'};
        String s1 = new String(chs);
        String s2 = new String(chs);

        //直接赋值的方式得到对象
        String s3 = "abc";
        String s4 = "abc";

        //比较字符串对象地址是否相同
        System.out.println(s1 == s2);   //false
        System.out.println(s1 == s3);   //false
        System.out.println(s3 == s4);   //true
        System.out.println("---------");

        //比较字符串内容是否相同
        System.out.println(s1.equals(s2));  //true
        System.out.println(s1.equals(s3));  //true
        System.out.println(s3.equals(s4));  //true
    }
}

案例：用户登录

import java.util.Scanner;
/*
    需求：
        已知用户名和密码，请用程序实现模拟用户登录。总共给三次机会，登录之后，给出相应的提示

    思路：
        1.已知用户名和密码，定义两个字符串表示即可
        2.键盘录入要登录的用户名和密码，用Scanner实现
        3.拿键盘录入的用户名、密码和已知的用户名、密码进行比较，给出相应的提示。字符串的内容比较，用equals()方法实现
        4.用循环实现多次机会，这次的次数明确，采用for循环实现，并在登录成功的时候，使用break结束循环
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //已知用户名和密码，定义两个字符串表示即可
        String username = "aaron";
        String password = "123456";

        //用循环实现多次机会，这次的次数明确，采用for循环实现，并在登录成功的时候，使用break结束循环
        for(int i=0;i<3;i++) {
            //键盘录入要登录的用户名和密码，用Scanner实现
            Scanner sc = new Scanner(System.in);

            System.out.println("请输入用户名：");
            String name = sc.nextLine();

            System.out.println("请输入密码：");
            String pwd = sc.nextLine();

            //拿键盘录入的用户名、密码和已知的用户名、密码进行比较，给出相应的提示。字符串的内容比较，用equals()方法实现
            if (name.equals(username) && pwd.equals(password)) {
                System.out.println("登录成功");
                break;
            } else {
                if(2-i == 0){
                    System.out.println("你的账户被锁定，请与管理员联系");
                }
                else {
                    System.out.println("登录失败，你还有" + (2 - i) + "次机会");
                }
            }
        }
    }
}

案例：遍历字符串

import java.util.Scanner;
/*
    需求：
        键盘录入一个字符串，程序实现在控制台遍历该字符串

    思路：
        1.键盘录入一个字符串，用Scanner实现
        2.遍历字符串，首先要能够获取到字符串的每一个字符
            * public char charAt(int index)：返回指定所引出的char值，字符串的索引也是从0开始的
        3.遍历字符串，其次要能够获取到字符串的长度
            public int length():返回此字符串的长度
            数组的长度：数组名.length
            字符串的长度：字符串对象.length()
        4.遍历字符串的通用格式
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //键盘录入一个字符串，用Scanner实现
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String line = sc.nextLine();

        //遍历字符串，首先要能够获取到字符串的每一个字符
        for (int i=0;i<line.length();i++){
            System.out.println(line.charAt(i));
        }
    }
}

案例：统计字符次数

import java.util.Scanner;
/*
    统计字符次数
    需求：
        键盘录入一个字符串，统计该字符串中大写字母字符，小写字母字符，数字字符出现的次数(不考虑其他字符)

    思路：
        1.键盘录入一个字符串，用Scanner实现
        2.要统计三种类型的字符个数，需要定义三个统计变量，初始值为0
        3.遍历字符串，得到每一个字符
        4.判断该字符属于哪种类型，然后对应类型的统计变量+1
            假如ch是一个字符，我要判断它属于大写字符，小写字母，还是数字，直接判断该字符是否在对应范围内即可：
            大写字母：ch>='A' && ch <= 'Z'
            小写字母：ch>='a' && ch <= 'z'
            数字：ch >= '0' && ch <= '9'
        5.输出三种类型的字符个数
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //键盘录入一个字符串，用Scanner实现
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String line = sc.nextLine();

        //要统计三种类型的字符个数，需要定义三个统计变量，初始值为0
        int bigCount = 0;
        int smallCount = 0;
        int numberCount = 0;

        //遍历字符串，得到每一个字符
        for (int i = 0; i < line.length(); i++) {
            char ch = line.charAt(i);

            //判断该字符属于哪种类型，然后对应类型的统计变量+1
            if(ch>='A' && ch<='Z'){
                bigCount++;
            }
            else if(ch>='a' && ch<='z'){
                smallCount++;
            }
            else if(ch>='0' && ch<='9'){
                numberCount++;
            }
        }
        //输出三种类型的字符个数
        System.out.println("大写字母："+bigCount+"个");
        System.out.println("小写字母："+smallCount+"个");
        System.out.println("数字："+numberCount+"个");
    }
}

案例：拼接字符串

/*
    拼接字符串
    需求：
        定义一个方法，把int数组中的数据按照指定的格式拼接成一个字符串返回，调用该方法，
        并在控制台输出结果。例如，数组int[] = {1,2,3};， 执行方法后的输出结果为：[1,2,3]

    思路：
        1.定义一个int类型的数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
        2.定义一个方法，用于把int数组中的数据按照指定格式拼接成一个字符串返回。
            返回值类型String，参数列表 int[] arr
        3.在方法中遍历数组，按照要求进行拼接
        4.调用方法，用一个变量接收结果
        5.输出结果
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个int类型的数组，用静态初始化完成数组元素的初始化
        int[] arr = {1,2,3};
        
        //调用方法，用一个变量接收结果
        String s = arrayToString(arr);
        
        //输出结果
        System.out.println("s:"+s);
    }

    //定义一个方法，用于把int数组中的数据按照指定格式拼接成一个字符串返回。
    /*
        两个明确：
            返回值类型：String
            参数：int[] arr
     */
    public static String arrayToString(int[] arr){
        //在方法中遍历数组，按照要求进行拼接
        String s = "";
        s+="[";

        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            if(i== arr.length-1){
                s+=arr[i];
            }
            else {
                s+=arr[i]+", ";
            }
        }
        s+="]";

        return s;
    }
}

 案例：字符串反转

import java.util.Scanner;
/*
    字符串反转
    需求：
        定义一个方法，实现字符串反转。键盘录入一个字符串，调用该方法后，在控制台输出结果
        例如：键盘录入abc，结果输出cba

    思路：
        1.键盘录入一个字符串，用scanner实现
        2.定义一个方法，实现字符串反转。返回类型String，参数 String s
        3.在方法中把字符串倒着遍历，然后把每一个得到的字符拼接成一个字符串并返回
        4.调用方法，用一个变量接收结果
        5.输出结果
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //键盘录入一个字符串，用scanner实现
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入一个字符串：");
        String line = sc.nextLine();
        
        //调用方法，用一个变量接收结果
        String s = reverse(line);

        //输出结果
        System.out.println("s:"+s);
    }

    //定义一个方法，实现字符串反转。
    /*
        两个明确：
            返回值类型：String
            参数：String s
     */
    public static String reverse(String s){
        //在方法中把字符串倒着遍历，然后把每一个得到的字符拼接成一个字符串并返回
        String ss = "";
        
        for(int i = s.length()-1;i>=0;i--){
            ss += s.charAt(i);
        }
        
        return ss;
    }
}

2.5 通过帮助文档查看String中的方法

三、StringBuilder

3.1 StringBuilder概述

 如果对字符串进行拼接操作，每次拼接，都会构建一个新的String对象，既耗时，又浪费内存空间，而这种操作还不可避免。

Java提供的StringBuilder类可以解决这个问题。

StringBuilder是一个可变的字符串类，我们可以把它看成是一个容器。

这里的可变指的是StringBuilder对象中的内容是可变的。

String和StringBuilder的区别：

• String：内容是不可变的
• StringBuilder：内容是可变的

 3.2 StringBuilder的构造方法

 3.3 StringBuilder 的添加和反转方法